一种加氢催化剂的载体和应用制造技术

一种加氢催化剂的载体和应用。本发明专利技术属于载体技术领域，采用钙钛矿作为载体，担载活性组分应用于加氢制备乙烯、丙烯、丁烯。载氧体担载后的催化剂表现出良好的低碳烯烃选择性。说明钙钛矿作为载体应用到加氢反应中，具有潜在的工业价值。

【技术实现步骤摘要】
一种加氢催化剂的载体和应用
本专利技术属于载体
，具体涉及钙钛矿作为载体，担载活性组分应用于加氢制备乙烯、丙烯、丁烯。
技术介绍
钙钛矿型金属氧化物因其较强的氧选择性和离子传导能力而被用作过滤膜、化学反应或高温空气分离的催化剂和吸附剂。钙钛矿型金属氧化物具有这种优势主要是由于其独特的氧传输机制，通过掺杂使钙钛矿型金属氧化物结构中产生一定的氧缺陷（即氧空位），氧离子在晶格中从一个氧空位跳到另一个氧空位上从而实现氧离子的传输。掺杂是指以一种金属离子部分占据另一种金属离子的位置，如果两种金属离子的价态不同，则会形成电荷缺陷，进而形成氧空位。氧空位的存在使钙钛矿型金属氧化物可以捕获并活化气相氧，为燃料的氧化反应提供活性的氧。钙钛矿前躯体中B位离子的还原（或部分还原）可使金属态的B更好地高分散于A的氧化物（或钙钛矿复合氧化物）上。通过控制还原温度所制备的这种结构有利于催化剂的稳定性和积碳气化。钙钛矿基催化剂直接应用于加氢反应时，烯烃选择性较差。且钙钛矿应用到加氢制备烯烃的反应鲜有报道。
技术实现思路
本专利技术从钙钛矿作为载体的角度出发，研究了ABO3型钙钛矿作为载体，经过实验多次验证，催化剂活性组分在钙钛矿型载氧体提供的晶格氧、氧缺位、孤对电子等作用下，催化活性显著提高。技术方案中，ABO3型钙钛矿作为催化剂载体，会发挥活性组分更好的性能。另一方面载体也发挥了助催化作用，使得活性组分更加具备适宜的CO或CO2吸附解离能力，抑制烯烃的再吸附，降低烯烃的二次反应，提高烯烃选择性。为突破A-S-F产物分布，高选择性获得低碳烯烃和抑制副产物甲烷，C5＋等副产物提供有力基石。本专利技术报道的载体，也能一定程度上抑制初级烯烃二次加氢反应，调控出附加值高的产物分布。在考察LaFeO3、LaMnO3、LaFeMnO3、SrMnO3、SrLaFeO3、LaFeCoO3、LaCeFeO3、LaCeFeMnO3时，发现La或Sr或Ce元素相邻铁或锰原子附近位点存在缺陷，富集晶格氧，巩固晶体堆叠取向，影响钙钛矿暴露特定晶面，显著增强材料吸附位点和催化活性。技术方案中，Mg，Na、Zn、K的元素浸渍修饰，可以进一步调控材料的吸附性能及加氢性能，制备出高性能的钙钛矿功能材料。为了实现本专利技术的上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：本专利技术催化剂载体是ABO3型钙钛矿，A元素包括镧、锶、镁、铜、钡、铈、钙、镓、钆的至少一种；B元素包括铁、锰、钴、镍的至少一种；催化剂活性组分是Fe2O3、分子筛、市售制低碳烯烃催化剂的至少一种；ABO3型钙钛矿载体担载催化剂组分，应用于加氢制备低碳烯烃。催化剂载体的制备方法是溶胶凝胶法制备，按量称取硝酸盐溶液与柠檬酸在80℃水浴后形成的凝胶；凝胶经105-120℃干燥，在600-900℃焙烧获得。CO加氢时，反应条件为H2/CO=1~4，250~400℃、1~8MPa，1000~4000h–1。CO2加氢时，反应条件为H2/CO2=1~4，250~450℃、1~5MPa，1000~4000h–1。此外通过控制反应温度，如150-250℃，以钙钛矿催化剂作为载体，还可获得低碳醇。具体实施方式下面通过实施案例对本专利技术作进一步详细说明。本实施案例在以本专利技术技术为前提下进行实施，现给出详细的实施方式和具体的操作过程来说明本专利技术具有创造性，但本专利技术的保护范围不限于以下的实施案例。根据本申请包含的信息，对于本领域技术人员来说可以轻而易举地对本专利技术的精确描述进行各种改变，而不会偏离所附权利要求的精神和范围。应该理解，本专利技术的范围不局限于所限定的过程、性质或组分，因为这些实施方案以及其他的描述仅仅是为了示意性说明本专利技术的特定方面。实际上，本领域或相关领域的技术人员明显能够对本专利技术实施方式作出的各种改变都涵盖在所附权利要求的范围内。下述各实施例中，若无特殊说明，所有原料组分无特殊说明，均为本领域技术人员熟知的市售产品。实施例1称取6.5g硝酸镧、10.1g硝酸铁、8.9g硝酸锰，用蒸馏水溶解，再加入19.21g柠檬酸，蒸馏水溶解后，于水浴条件下机械搅拌，水浴温度80℃，搅拌速度500r/min。搅拌至凝胶状态后，于100℃干燥12h。将粉末置于马弗炉，按10℃/min的速率升温，在800℃保温4h，冷却后研磨得LaFeMnO3钙钛矿。称取Fe(NO3)3•9H2O200g，量取25%NH3•H2O200mL，分别配制成400mL溶液，常温下并流沉淀，搅拌4h，静置12h。沉淀经过滤、洗涤，于80℃恒温箱中干燥，研磨后450℃焙烧90min，即得Fe2O3。按质量分数计，称取30%Fe2O3和70%LaFeMnO3，机械混合。记为样品1。实施例2称取6.5g硝酸镧、8.9g硝酸锰，用蒸馏水溶解，再加入19.21g柠檬酸，蒸馏水溶解后，于水浴条件下机械搅拌，水浴温度80℃，搅拌速度500r/min。搅拌至凝胶状态后，于100℃干燥12h。将粉末置于马弗炉，按10℃/min的速率升温，在800℃保温4h，冷却后研磨得LaMnO3钙钛矿。Fe2O3制备同实施例1。按质量分数计，称取30%Fe2O3和70%LaMnO3，机械混合。记为样品2。实施例3称取5.29g硝酸锶、7.27g硝酸钴、10.1g硝酸铁，用蒸馏水溶解，再加入19.21g柠檬酸，蒸馏水溶解后，于水浴条件下机械搅拌，水浴温度80℃，搅拌速度500r/min。搅拌至凝胶状态后，于100℃干燥12h。将粉末置于马弗炉，按10℃/min的速率升温，在900℃保温4h，冷却后研磨得SrFe0.5Co0.3O3钙钛矿。选择市售的制备低碳烯烃的铁基催化剂，简称市售。按质量分数计，称取30%市售催化剂和70%SrFe0.5Co0.3O3，机械混合。记为样品3。实施例4称取5.29g硝酸锶、8.9g硝酸锰，用蒸馏水溶解，再加入19.21g柠檬酸，蒸馏水溶解后，于水浴条件下机械搅拌，水浴温度80℃，搅拌速度500r/min。搅拌至凝胶状态后，于100℃干燥12h。将粉末置于马弗炉，按10℃/min的速率升温，在850℃保温4h，冷却后研磨得SrMnO3钙钛矿。选择市售的制备低碳烯烃的分子筛催化剂，简称市售。按质量分数计，称取30%市售催化剂和70%SrMnO3，机械混合。记为样品4。实施例5称取5.29g硝酸锶、5.2g硝酸铁、8.9g硝酸锰，用蒸馏水溶解，再加入25.21g柠檬酸，蒸馏水溶解后，于水浴条件下机械搅拌，水浴温度80℃，搅拌速度500r/min。搅拌至凝胶状态后，于100℃干燥12h。将粉末置于马弗炉，按10℃/min的速率升温，在400℃恒温1h，在850℃保温4h，冷却后研磨得SrFeMnO3钙钛矿。选择市售的制备低碳烯烃的分子筛催化剂，简称市售。按质量分数计，称取20%市售催化剂和80%SrFeMnO3，机械混合。记为样品5。催化剂性能测试：实施例1～5制备的催化剂均制成20～40目的催本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种加氢催化剂的载体和应用，其特征在于：所述催化剂载体是ABO

【技术特征摘要】
1.一种加氢催化剂的载体和应用，其特征在于：所述催化剂载体是ABO3型钙钛矿，A元素包括镧、锶、镁、铜、钡、铈、钙、镓、钆的至少一种；B元素包括铁、锰、钴、镍的至少一种；催化剂活性组分是Fe2O3、分子筛、市售制低碳烯烃催化剂的至少一种；
ABO3型钙钛矿载体担载催化剂组分，应用于加氢制备低碳烯烃。


2.根据权利要求1所述的一种加氢催化剂的载体和应用，其特征在于催化剂载体的制备方法是溶胶凝胶法制备，按量称取硝酸盐溶液与柠檬酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：张建利，马利海，郭庆杰，赵天生，高新华，马清祥，
申请(专利权)人：宁夏大学，
类型：发明
国别省市：宁夏;64